Необходимо зарегистрироваться, чтобы получить доступ к полным текстам статей и выпусков журналов!
- Название статьи
- Остаточные напряжения в образцах полимерных композиционных материалов, полученных методом электроформования
- Авторы
- Белтадзе Георгий Ипполитович GIBeltadse@kai.ru, инженер, Казанский национальный исследовательский технический университет им. А. Н. Туполева - КАИ, Казань, Россия
Данилаев Максим Петрович danilaev@mail.ru, д-р техн. наук, профессор, Казанский национальный исследовательский технический университет им. А. Н. Туполева - КАИ, Казань, Россия
Куклин Владимир Александрович iamkvova@yandex.ru, канд. физ.-мат. наук, инженер-исследователь междисциплинарной межвузовской лаборатории, Казанский национальный исследовательский технический университет им. А. Н. Туполева - КАИ, Казань, Россия
Карандашов Сергей Алексеевич seregak2005@yandex.ru, инженер-исследователь междисциплинарной межвузовской лаборатории, Казанский национальный исследовательский технический университет им. А. Н. Туполева - КАИ, Казань, Россия
Поляев Арсений Валерьевич AVPolyev@kai.ru, инженер, Казанский национальный исследовательский технический университет им. А. Н. Туполева - КАИ, Казань, Россия
Файзуллин Константин Владимирович KVFaizullin@kai.ru, канд. тех. наук, руководитель проектного офиса, Казанский национальный исследовательский технический университет им. А. Н. Туполева - КАИ, Казань, Россия
Вахитов Искандер Рашидович iskvakhitov@gmail.com, научный сотрудник, Казанский федеральный университет, Казань, Россия
- В разделе
- ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ, ОБРАБОТКИ И СОЕДИНЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ
- Ключевые слова
- полимерный композиционный материал / остаточные напряжения / модель теплопроводности
- Год
- 2024 номер журнала 1 Страницы 22 - 28
- Индекс УДК
- 539.4.014.13
- Код EDN
- YJVHMX
- Код DOI
- 10.52190/2073-2562_2024_1_22
- Финансирование
- Тип статьи
- Научная статья
- Аннотация
- Перспективная технология ремонта элементов конструкций из полимерных композиционных материалов (ПКМ) в полевых условиях, основанная на использовании нагрева электрическим током для отверждения связующего (метод электроформования). Одним из недостатков этой технологии является возникновение остаточных напряжений вследствие неравномерного распределения температуры в поперечном направлении слоистого ПКМ. Приведена оценка величины такого градиента температур и соответствующего ему среднего значения остаточного напряжения в образцах ПКМ. Результаты исследований показывают, что остаточные напряжения, возникающие в ПКМ при его электроформовании в лабораторных условиях, влияют на предел прочности на изгиб. Отмечено, что для осуществления ремонта элементов конструкций из ПКМ в полевых условиях требуется применять дополнительные меры для снижения остаточных напряжений, которые могут возрастать при повышении конвективной теплоотдачи с поверхности. Например, следует выбирать способ укладки ПКМ, в котором нагревательные слои расположены на наружных поверхностях заплатки.
- Полный текст статьи
- Для прочтения полного текста необходимо купить статью
- Список цитируемой литературы
-
Junger D. et al. Joule heating as a smart approach in enhancing early strength development of mineral-impregnated carbon-fibre composites (MCF) made with geopolymer // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 2022. V. 153. P. 106750.
Li X. et al. Consolidation of aerospace-grade high-temperature thermoplastic carbon fiber composites via nano-engineered electrothermal heating // Composites Part B: Engineering. 2023. V. 262. P. 110814.
Jung M. Modeling of nanostructured heaters for out-of-oven curing of aerospace composites (Doctoral dissertation, Massachusetts Institute of Technology): Thesis. Massachusetts Institute of Technology, 2021. - 37 p.
Bijelic B. Thermoforming of thin-ply composite structures via in-situ heating. University of Central Florida, 2022. - 54 p.
Naseri I. et al. Rapid and facile preparation of nanocomposite film heaters for composite manufacturing // Frontiers in Materials. 2023. V. 10. P. 1166986.
Lee J. et al. Carbon fiber prepreg composite laminates cured via conductive curing using nanoengineered nanocomposite heaters // 21st International Conference on Composite Materials Xian, 20-25th August 2017. 2017. P. 1-8.
Park S. Y. et al. Reducing bonding temperature and energy consumption in electronic packaging using flash electro-thermal carbon fiber heating elements // ACS Appl. Mater. Interfaces. American Chemical Society. 2023. V. 15. № 32. P. 38750-38758.
Yue C. et al. Realizing the curing of polymer composite materials by using electrical resistance heating: A review // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 2022. V. 163. P. 107181.
Upama S. et al. Processing of composite electrodes of carbon nanotube fabrics and inorganic matrices via rapid joule heating // ACS Applied Materials & Interfaces. 2023. V. 15. № 4. P. 5590-559.
Daso F. et al. Cure cycle acceleration via nano-driven thermal processing of out-of-autoclave thermosetting composites // Twenty-second International Conference On Composite Materials (ICCM22). 2019. P. 1-12.
Lee J. et al. Advanced carbon fiber composite out-of-autoclave laminate manufacture via nanostructured out-of-oven conductive curing // Composites Science and Technology. 2018. V. 166. P. 150-159.
Siegmann A., Buchman A., Kenig S. Residual stresses in polymers I: The effect of thermal history // Polymer Engineering & Science. 1982. V. 22. № 1. P. 40-47.
Стухляк П. Д. Структурные уровни разрушения эпоксидных композитных материалов при ударном нагружении // Физическая мезомеханика. 2014. Т. 17. № 2. С. 65-83.
Вороненко Б. А. Аналитическое описание процесса нестационарной теплопроводности. Университет ИТМО, Институт холода и биотехнологий, 2014. - 49 с.
Карташова Е. Д., Муйземнек А. Ю. Технологические дефекты полимерных слоистых композиционных материалов // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. 2017. Т. 42. № 2. С. 79-89.
Афанасьев А. В., Дудченко А. А., Рабинский Л. Н. Влияние структуры полимерного композиционного материала на остаточное напряженно-деформированное состояние // Инженерная физика. 2010. № 7. С. 13-20.
Афанасьев А. В., Рабинский Л. Н., Шершак П. В. Экспериментальное определение деформационных и прочностных характеристик полимерных композиционных материалов // Механика композиционных материалов и конструкций. 2010. Т. 16. № 2. С. 214-222.
Парцевский В. В. Расслоение в полимерных композитах. Обзор // Известия академии наук. Механика твердого тела. 2003. № 5. С. 62-95.
Колесник К. А. Технологические и термовлажностные напряжения в слоистых композитах: сб. статей науч.-техн. конф. Сер. "Труды ЦАГИ" Вып. 2782 / Под ред. Зиченкова М. Ч. 2018. С. 116-119.
Ривин Г. Л. Ремонт конструкций из полимерных композиционных материалов летательных аппаратов. - Ульяновск: УлГТУ, 2000. - 75 с.
Li C. X. et al. Enhanced manufacturing of complex shape composites with nano-porous networks // AIAA SCITECH 2023 Forum. American institute of aeronautics and astronautics. Р. 0199.
Горев Ю. А., Ривкинд В. Н. Композиционные материалы на основе полиэфирных смол для судовых корпусных конструкций // Российский Химический Журнал. 2009. Т. 53. № 4. С. 19-34.
Johnson-Walls D. et al. Residual stresses in machined ceramic surfaces // Journal of the American ceramic society. 1986. V. 69. № 1. P. 44-47.
Sglavo V. M., Bonafini M., Prezzi A. Procedure for residual stress profile determination by curvature measurements // Mechanics of Materials. 2005. V. 37. № 8. P. 887-898.
Видин Ю. В., Казаков Р. В., Колосов В. В. Теоретические основы теплотехники. Тепломассообмен. Изд-во политехнического института. - Красноярск: СФУ, 2015. - 369 c.
Schwerdtfeger P. The thermal properties of sea ice // J. Glaciology. 1963. V. 4. № 36. P. 789-807.
Галкин А. Ф., Панков В. Ю., Фёдров Я. В. Расчетный коэффициент теплопроводности бинарной смеси // Арктика и Антарктика. OOO NB-Media, 2022. № 4. C. 11-19.
Уонг Х. Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров. - М.: Атомиздат, 1979. - 212 c.
Köhler T. et al. An overview of impregnation methods for carbon fibre reinforced thermoplastics // Key Engineering Materials. Trans Tech Publ. 2017. V. 742. P. 473-481.
Timoshenko S. P., Woinowsky-Krieger S. Theory of plates and shells. (second ed.) Auckland. - New Zealand: McGraw Hill, 1985. - 575 p.
Данилаев М. П. и др. Внутренние напряжения в полимерных пленочных покрытиях, полученных плазменным осаждением // Физика и химия обработки материалов. 2018. № 3. С. 21-26.
Авдеев В. В. и др. Способ ремонта изделий из полимерных композиционных материалов. Патент 2694352 USA. 2019. Заявл. 10.01.2018. Опубл. 11.07.2019.
Титов С. А. и др. Способ ремонта изделий из полимерных композиционных материалов. Патент 2740214 USA. 2021. Заявл. 19.03.2020. Опубл. 12.01.2021.
Bazheryanu V. V., Zaychenko I. V., Zharikova E. P. Local repair of parts from polymer composite material with the use of portable hot bonder control systems // Materials science forum. Trans tech publications Ltd. 2020. V. 992. P. 347-352.
Берлин А. А., Пахомова Л. К. Полимерные матрицы для высокопрочных армированных композитов (Обзор) // Высокомолекулярные соединения. Сер. А. 1990. Т. 32. № 7. С. 1347-1382.
Terekhov I. V., Chistyakov E. M. Binders used for the manufacturing of composite materials by liquid composite mol- ding: 1 // Polymers. Multidisciplinary digital publishing institute, 2022. V. 14. № 1. P. 87.
- Купить
- 500.00 руб
